一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法
2023-06-09 04:40:01
專利名稱：一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法。
背景技術：
近年來，利用微生物技術處理礦產資源的研究非常活躍，其中銅、鈾、金的微生物浸出已實現工業應用。微生物浸出作為一種環保，高效的冶金方法，已經逐漸成為現代冶金技術研究的主流，具有低成本、操作簡單、環保等優勢。磷是植物生長和發育中非常重要的營養元素，大量存在於磷酸鹽巖石中，其主要的礦物形式為羥磷灰石、氟磷灰石和碳酸磷灰石等，它們構成了磷礦石的主要成分。這些礦石為磷肥的生產提供了廉價的原料，是化學磷肥非常好的代替品。據統計，世界上約90% 左右的磷礦石用於生產各種磷肥，生產方法主要有溼法和熱法兩種。然而，不管採用哪種方法，其原料通常都需要較高品位的磷精礦，並且在選礦和加工過程中需要巨額的設備投資和生產費用，這種巨大的消耗以及由此帶來的環境汙染對於全世界尤其是發展中國家的磷肥工業造成了極大的阻礙。我國是一個磷礦資源豐富的國家，但大部分都是中低品位磷礦。這些中低品位磷礦在我國目前 對磷礦資源的開發利用方面基本上是處於被廢棄的地位，其原因就在於這些中低品位磷礦難採、難選，並且雜質含量高。這些因素決定了在採用傳統溼法或熱法磷肥生產工藝處理這些中低品位磷礦資源時，生產流程長，生產成本高，經濟效益低下。有鑑於此， 微生物浸出技術在磷礦溶解方面的應用逐漸受到了人們越來越多的重視，了解溶磷微生物及其在磷礦溶解方面的作用對開發和利用中低品位磷礦資源具有十分重要的意義。目前的研究報導已經發現多種微生物如細菌、真菌和放線菌等都具有溶解難溶性無機磷酸鹽化合物如磷酸三鈣、磷酸二鈣、羥磷灰石和磷礦粉的能力。但上述微生物都屬於有機化能異養型微生物(異養菌)，這類微生物分解磷礦的機理是微生物降解有機碳源產生某些有機酸與磷礦發生的溶解反應。在這個過程中，磷礦分解非常緩慢，溶液PH僅達 4. 0 5. 0，溶磷率較低。另外，微生物的培養條件苛刻，培養基價格昂貴也限制了異養菌在磷礦溶解方面的普遍應用。借鑑微生物浸出技術，利用無機化能自養型微生物(自養菌)溶解磷礦的研究越來越受到人們的關注，如硫桿菌屬微生物等。然而，目前利用自養菌溶解中低品位磷礦的研究還處於起步階段，使用的菌種也僅限於嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、嗜酸氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans)等嗜中溫嗜酸菌， 溶磷率偏低，溶磷周期較長。
發明內容
本發明的目的在於提供一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，該方法具有溶磷率高、工藝簡單、生產成本低的特點。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化將嗜熱嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液；所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為下述2種之一①嗜熱硫氧化硫化桿菌 (Sulfoba cillus thermosulfidooxidans)原始菌液，②嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液和嗜酸喜溫硫桿菌(Acidithiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液與嗜酸喜溫硫桿菌原始菌液的體積配比為1 (0.5 1.5);2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化將嗜熱嗜酸菌活化菌液馴化，得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的10 20%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉與培養基的配比為(20 30)g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為(10 20) g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養液C的pH為2. 0 3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在120 180轉/分鐘條件下振蕩培養15 20天，得到可溶性磷。按照上述技術方案，所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化為按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的10 20%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養基的pH為2. 0 3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 180轉/分鐘條件下振蕩培養 3 5天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的10 20%，選取活化菌液A和培養基； 將培養基裝入容器中，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養基的PH為2. 0 3. 0，再加入活化菌液A ；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 180轉/分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化3 5次，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。按照上述技術方案，所述的嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化為按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的20 30%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉與培養基的配比為(10 15)g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為(5 10)g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為10 20wt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 0 3. 0， 再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 140轉/分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到馴化菌液B ；再按馴化菌液B的加入量為培養基體積的20 30%，選取馴化菌液B和培養基； 按黃鐵礦粉與培養基的配比為(10 15)g lOOOmL，選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為(5 10)g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養液B的pH 為2. 0 3. 0，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 140轉 /分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到再次馴化的馴化菌液B ；如此反覆接種馴化3 5次，每次逐漸提培養液B中黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉的含量，直至最後配製的培養液B中黃鐵礦粉與培養基的配比=(20 30)g IOOOmL, 中低品位磷礦粉與培養基的配比=(10 20) g IOOOmL ；得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液。所述的嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)、嗜酸喜溫硫桿菌(Acidithiobacillus caldus)廣泛存在於高溫酸性環境如酸性熱泉、酸性礦坑水、 自燃煤堆、硫化礦堆或高溫生物浸礦反應器中，可以通過從自然界分離篩選或從菌種保藏中心購買獲得。所述的培養基組分為3·Og (NH4)2SO4, l.Og MgSO4. 7H20,0. 2g K2HPO4,0. 2g KCl, 0. 02gCa (NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 禾口 IOOOmL 無菌水。所述的中低品位磷礦粉中的P2O5的質量含量低於30%。所述的黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉為通過市場購買或礦山採集的礦石，通過研磨過篩使其粒度達到50 200目。本發明的有益效果是1、本發明中以價格相對低廉且容易獲得的黃鐵礦作為嗜熱嗜酸菌在生長過程中的能量來源，節約了生產成本，且對黃鐵礦的科學有效利用也起到了積極的作用。2、本發明中嗜熱嗜酸菌生長的合適溫度為40 55°C，具有比嗜中溫嗜酸菌如嗜酸氧化亞鐵硫桿菌、嗜酸氧化硫硫桿菌等更強的亞鐵或硫氧化能力，不僅可以提高中低品位磷礦粉的溶解效率，同時還可以節省體系的冷卻費用，提高經濟效益。3、該方法對中低品位磷礦的溶磷率可以達到60 80%，能較為充分的利用我國豐富的中低品位磷礦資源，對於科學利用資源、提高資源利用效率、維持我國農業可持續發展以及磷肥工業環境治理具有重要的現實意義。4、本發明工藝簡單，環境友好。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。以下實施例中所述培養基組分為3.Og (NH4)2SO4,1. Og MgSO4. 7H20，0. 2g K2HPO4, 0. 2gKCl，0.02g Ca(NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 禾口 IOOOmL 無菌水。實施例1 一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的15%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器(如三角瓶)中，用濃度為 IOwt %的硫酸調節培養基的pH為2. 5，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於45°C 恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到活化菌液A (第1次活化的活化菌液A)；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的15%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為IOwt%的硫酸調節培養基的pH為2. 5，再加入活化菌液A ；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到再次活化的活化菌液A (第2次活化的活化菌液A)；再按再次活化的活化菌液A的加入量為培養基體積的15%，選取再次活化的活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為10襯％的硫酸調節培養基的？!1為2.5，再加入再次活化的活化菌液A ；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到第3次活化的活化菌液A ； 再按第3次活化的活化菌液A的加入量為培養基體積的15%，選取第3次活化的活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為10wt%的硫酸調節培養基的pH為 2. 5，再加入第3次活化的活化菌液A ；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液(即如此反覆接種活化4次)；所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液；2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的30%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為 15g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為5g IOOOmL, 選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器(如三角瓶)中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 5，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在100轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到馴化菌液B ；再按馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的30%，選取馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為18g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為7g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液 B的pH為2. 5，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在100轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到再次馴化的馴化菌液B ；如此反覆接種馴化5次(前面已經接種馴化2次，再重複接種馴化3次)，每次逐漸提培養液B中黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉的含量，直至最後配製的培養液B中黃鐵礦粉與培養基的配比=30g IOOOmL,中低品位磷礦粉與培養基的配比=20g IOOOmL ；得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液；[注，第3次接種馴化中按黃鐵礦粉與培養基的配比為22g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為IOg IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；第4次接種馴化中按黃鐵礦粉與培養基的配比為25g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為15g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；對每次逐漸提高量差沒有特別的限制]；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的12%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為30g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為 20g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液C的pH為2. 5，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於45°C恆溫搖床中，在160轉/分鐘條件下振蕩培養18天，得到可溶性磷。本實施例所述的中低品位磷礦粉中P2O5的質量含量為20.8%，溶磷率達到78. 9%。實施例2:一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的20%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器(如三角瓶)中，用濃度為 15wt%的硫酸調節培養基的pH為2. 8，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於50°C 恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的20%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為15wt %的硫酸調節培養基的pH為2. 8，再加入活化菌液A ；然後將容器置於50°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化5次(前面已經接種活化2次，再重複接種活化3次)，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液；2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的25%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為IOg IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為 Sg lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為15wt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 8，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於50°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到馴化菌液B ；再按馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的25%，選取馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為13g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為IOg IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為15wt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 8，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於50°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到再次馴化的馴化菌液B ；如此反覆接種馴化4次(前面已經接種馴化2次，再重複接種馴化2次)，每次逐漸提培養液B中黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉的含量，直至最後配製的培養液B中黃鐵礦粉與培養基的配比=20g IOOOmL,中低品位磷礦粉與培養基的配比=15g IOOOmL ；得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液；[注，第3次接種馴化中按黃鐵礦粉與培養基的配比為17g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為12g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；對每次逐漸提高量差沒有特別的限制]；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中 低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的15%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為20g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為 15g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為15wt%的硫酸調節培養液C的pH為2. 8，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於50°C恆溫搖床中，在180轉/分鐘條件下振蕩培養15天，得到可溶性磷。本實施例所述的中低品位磷礦粉中P2O5的質量含量為17.5%，溶磷率達到 65. 7%。實施例3 一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的12%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為20wt%的硫酸調節培養基的PH為2. 2，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於42°C恆溫搖床中， 在130轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的12%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為20wt%的硫酸調節培養基的pH為2. 2，再加入活化菌液A ；然後將容器置於42°C恆溫搖床中，在130轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化5次(前面已經接種活化2次，再重複接種活化3次)，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillusthermosulf idooxidans)原始菌液和嗜酸喜溫硫桿菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液與嗜酸喜溫硫桿菌原始菌液的體積比為 1:1;2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的25%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為12g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為 IOg lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 2，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於42°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到馴化菌液B ；第2次接種馴化按馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的25%，選取馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為15g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為12g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt%的硫酸調節培養液B的pH為2. 2，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於42°C恆溫搖床中，在140 轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到第2次馴化的馴化菌液B ；第3次接種馴化按第2次馴化的馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的25%，選取第2次馴化的馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為20g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為 15g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt%的硫酸調節培養液B的pH為2. 2，再加入第2次馴化的馴化菌液B ；然後將容器置於42°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養4天，得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液(即如此反覆接種馴化3次)；
3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的18%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(100目)與培養基的配比為20g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為 15g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為20wt%的硫酸調節培養液C的pH為2. 2，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於42°C恆溫搖床中，在160轉/分鐘條件下振蕩培養20天，得到可溶性磷。本實施例所述的中低品位磷礦粉中P2O5的質量含量為21.6%，溶磷率達到 72. 3 % ο實施例4 一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的15%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養基的PH為2. 0，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於40°C恆溫搖床中， 在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到活化菌液A ；
再按活化菌液A的加入量為培養基體積的15%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養基的pH為2. 0，再加入活化菌液A ；然後將容器置於40°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化4次(前面已經接種活化2次，再重複接種活化2次)，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillusthermosulfi dooxidans)原始菌液和嗜酸喜溫硫桿菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液與嗜酸喜溫硫桿菌原始菌液的體積配比為 1 1. 2 ；2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的30%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為 15g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為5g IOOOmL, 選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液 B，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液B的pH為2. 0，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於40°C恆溫搖床中，在100轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到馴化菌液B ；再按嗜熱嗜酸菌馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的30%，選取馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為20g IOOOmL,選取黃鐵礦粉； 按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為8g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液B的pH為2.0，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於40°C恆溫搖床中，在100轉/ 分鐘條件下振蕩培養3天，得到再次馴化的馴化菌液B ；如此反覆接種馴化4次(前面已經接種馴化2次，再重複接種馴化2次)，每次逐漸提培養液B中黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉的含量，直至最後配製的培養液B中黃鐵礦粉與培養基的配比=28g IOOOmL,中低品位磷礦粉與培養基的配比=16g IOOOmL ；得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液； [注，第3次接種馴化中按黃鐵礦粉與培養基的配比為25g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為12g IOOOmL,選取中低品位磷礦粉；對每次逐漸提高量差沒有特別的限制]；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的10%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(200目)與培養基的配比為30g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(50目)與培養基的配比為 16g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為IOwt %的硫酸調節培養液C的pH為2. 0，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於40°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養15天，得到可溶性磷。本實施例所述的中低品位磷礦粉中P2O5的質量含量為23. 1%，溶磷率達到 69. 4%。實施例5 一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的20%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為20wt%的硫酸調節培養基的PH為3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於55°C恆溫搖床中， 在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的20%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為20wt%的硫酸調節培養基的pH為3. 0，再加入活化菌液A ；然後將容器置於55°C恆溫搖床中，在140轉/分鐘條件下振蕩培養5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化3次(前面已經接種活化2次，再重複接種活化1次)，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillusthermosulfi dooxidans)原始菌液和嗜酸喜溫硫桿菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液與嗜酸喜溫硫桿菌原始菌液的體積配比為 1 0. 5 ；2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的25%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(50目)與培養基的配比為15g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為 IOg lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt %的硫酸調節培養液B的pH為3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於55°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到馴化菌液B ；第2次接種馴化按馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的25%，選取馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(50目)與培養基的配比為22g lOOOmL，選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為12g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt %的硫酸調節培養液B的pH為3. 0，再加入馴化菌液B ；然後將容器置於55°C恆溫搖床中，在120 轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到再次馴化的馴化菌液B ；第3次接種馴化按再次馴化的馴化菌液B的加入量(即接種量)為培養基體積的25%，選取再次馴化的馴化菌液B和培養基；按黃鐵礦粉(50目)與培養基的配比為25g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為 15g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液B，用濃度為20wt %的硫酸調節培養液B的pH為3. 0，再加入再次馴化的馴化菌液B ；然後將容器置於55°C恆溫搖床中，在120轉/分鐘條件下振蕩培養3天，得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液(即如此反覆接種馴化3次)；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的10%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉(50目)與培養基的配比為25g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉(100目)與培養基的配比為 IOg lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為20wt%的硫酸調節培養液C的pH為3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於55°C恆溫搖床中，在160轉/分鐘條件下振蕩培養15天，得到可溶性磷。 本實施例所述的中低品位磷礦粉中P2O5的質量含量為23.5%，溶磷率達到 70. 4%。本發明所列舉的各原料的上下限、區間取值，以及工藝參數(如溫度、時間等)的上下限、區間取值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。
權利要求
1.一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化將嗜熱嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液；所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液為下述2種之一①嗜熱硫氧化硫化桿菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液，②嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液和嗜酸喜溫硫桿菌 (Acidithiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜熱硫氧化硫化桿菌原始菌液與嗜酸喜溫硫桿菌原始菌液的體積配比為1 (0.5 1.5);2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化將嗜熱嗜酸菌活化菌液馴化，得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液；3)嗜熱嗜酸菌馴化菌液溶解中低品位磷礦粉按嗜熱嗜酸菌馴化菌液的加入量為培養基體積的10 20%，選取嗜熱嗜酸菌馴化菌液和培養基；按黃鐵礦粉與培養基的配比為(20 30)g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為(10 20) g lOOOmL，選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養液C的pH為2. 0 3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在120 180轉/分鐘條件下振蕩培養15 20天，得到可溶性磷。
2.根據權利要求1所述的一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於所述的嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化為按嗜熱嗜酸菌原始菌液的加入量為培養基體積的10 20%，選取嗜熱嗜酸菌原始菌液和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為10 20wt %的硫酸調節培養基的pH為2. 0 3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌原始菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 180轉/分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到活化菌液 A；再按活化菌液A的加入量為培養基體積的10 20%，選取活化菌液A和培養基；將培養基裝入容器中，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養基的pH為2. 0 3. 0，再加入活化菌液A ；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 180轉/分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反覆接種活化3 5次，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液。
3.根據權利要求1所述的一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於所述的嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化為按嗜熱嗜酸菌活化菌液的加入量為培養基體積的20 30%，選取嗜熱嗜酸菌活化菌液和培養基；按黃鐵礦粉與培養基的配比為(10 15) g IOOOmL,選取黃鐵礦粉；按中低品位磷礦粉與培養基的配比為(5 10)g IOOOmL, 選取中低品位磷礦粉；將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液 B，用濃度為10 20wt%的硫酸調節培養液B的pH為2. 0 3. 0，再加入嗜熱嗜酸菌活化菌液；然後將容器置於40 55°C恆溫搖床中，在100 140轉/分鐘條件下振蕩培養3 5天，得到馴化菌液B;如此反覆接種馴化3 5次，每次逐漸提培養液B中黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉的含量，直至最後配製的培養液B中黃鐵礦粉與培養基的配比=(20 30)g IOOOmL,中低品位磷礦粉與培養基的配比=(10 20)g IOOOmL ；得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液。
4.根據權利要求1所述的一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於所述的培養基組分為3. Og(NH4)2SO4,1. Og MgSO4. 7H20，0. 2g K2HPO4,0. 2g KC1，0. 02g Ca(NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 和 IOOOmL 無菌水。
5.根據權利要求1所述的一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於所述的中低品位磷礦粉中的P2O5的質量含量低於30%，中低品位磷礦粉的粒徑為50 200 目。
6.根據權利要求1所述的一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於黃鐵礦粉的粒徑為50 200目。
全文摘要
本發明涉及一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法。一種利用嗜熱嗜酸菌溶解中低品位磷礦粉的方法，其特徵在於它包括如下步驟1)嗜熱嗜酸菌原始菌液的活化將嗜熱嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜熱嗜酸菌活化菌液；2)嗜熱嗜酸菌活化菌液的馴化將嗜熱嗜酸菌活化菌液馴化，得到嗜熱嗜酸菌馴化菌液；3)將培養基裝入容器中，加入黃鐵礦粉和中低品位磷礦粉，得到培養液C，用濃度為10～20wt％的硫酸調節培養液C的pH為2.0～3.0，再加入嗜熱嗜酸菌馴化菌液；然後將容器置於40～55℃恆溫搖床中，在120～180轉/分鐘條件下振蕩培養15～20天，得到可溶性磷。該方法具有溶磷率高、工藝簡單、生產成本低的特點。
文檔編號C01B25/01GK102173399SQ20111005481
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者張華香, 方玉娟, 池汝安, 肖春橋 申請人:武漢工程大學